运用计算机视觉新方法——电子材料筛选速度提升八十五倍
科技日报记者 张佳欣
据11日《自然·通讯》杂志报道，美国麻省理工学院工程师开发的一种计算机视觉技术大大加快了新合成电子材料的表征速度。该技术自动分析印刷半导体样品图像，并快速估计每个样品的两个关键电子属性：带隙（衡量电子激活能的指标）和稳定性（衡量寿命的指标）。这项新技术对电子材料的准确表征比传统方法提升了85倍。
提高太阳能电池、晶体管、LED和电池的性能，需要更好的电子材料。科学家正在使用人工智能（AI）工具从数亿种化学配方中识别有前途的材料。与此同时，工程师正在建造可以根据AI搜索算法标记的化学成分，并一次打印数百个材料样本的机器。但是，材料表征的最后一步一直是先进材料筛选过程中的主要瓶颈。
一种新的电子材料被合成后，其性能的表征通常由领域专家们负责，他们每小时表征约20个材料样本，这种手动过程很精确，但也很耗时。
于是，团队开发了两种新的计算机视觉算法来自动解释电子材料图像：一种用于估计带隙，另一种用于确定稳定性。第一种算法旨在处理来自高细节、高光谱图像的视觉数据。第二种算法分析标准RGB图像，并根据材质颜色随时间的变化来评估材质的稳定性。
该团队应用这两种新算法对大约70个印刷半导体样品的带隙和稳定性进行了表征。这些样品含有不同成分比例的钙钛矿。运用一种算法，整个带隙提取过程约需6分钟。另一种算法还产生了一个可以衡量每个样本耐久性的指数。
新算法带隙和稳定性的测量准确率分别为98.5%和96.9%，与专家的手动测量相比速度快85倍。
研究人员计划将这项技术整合到全自动材料筛选系统中，其应用将涵盖半导体材料的多个领域。
来源： 科技日报
聚焦材料科学“从零到一”，打开新材料的“未来之门”
4月29日，2024中关村论坛年会——“新基石科学论坛”在北京中关村国际创新中心举行。
此次新基石科学论坛，由腾讯公司和新基石科学基金会共同主办。作为2024中关村论坛年会的平行论坛之一，新基石科学论坛围绕先进热功能材料这一热点主题，未来芯片冷却、高效热电转换、辐射致冷和清洁能源等未来应用场景，共同探讨材料科学“从零到一”的原始创新。
北京市委常委、教育工委书记于英杰介绍，当前，中国已建成全球门类最全、规模最大的材料产业体系。北京在新材料领域创新发展优势突出，已集聚全国最多的国家科研机构、高水平研究型大学、全国重点实验室等国家级平台，拥有国家高新技术企业800余家，创新引领态势显著。
海淀区政府党组成员、副区长武凯表示,此次论坛主题聚焦于材料创新领域,这方面,海淀产业资源丰富,技术领域覆盖了计算仿真、材料制备、材料加工和检测等多个环节,重点发展先进电子材料、新型显示材料、航空航天材料、纳米材料等前沿方向。
论坛上，美国国家科学院院士、美国艺术与科学院院士、加州大学伯克利分校化学系主任迪恩•托斯特（F.Dean Toste）作了题为“现代物理有机化学的应用”的报告，他分享了从传统的化学动力学到最新的现代科学的见解;香港理工大学协理副校长（研究及创新）、郭氏集团仿生工程教授、机械工程系讲座教授、“科学探索奖”获奖人王钻开围绕仿生表面及应用革新做了分享，他的相关研究突破了困扰科学家们百年的莱顿弗洛斯特效应，为实现高效液冷提供新的方案；未来芯片发展，必须闯过散热这个瓶颈问题，北京大学教授、“科学探索奖”获奖人宋柏有关超高热导率材料的探索有望提供新的答案；南方科技大学教授、“科学探索奖”获奖人刘玮书介绍了微小温差热电转换材料最新应用，体温发电、恒温调控让可穿戴设备拥有更广阔的应用空间;韩国浦项科技大学教授鲁埈锡（Junsuk Rho）则分享了在未来清洁能源技术中，人工智能如何让辐射冷却材料更“智能”。
论坛圆桌环节，中外科学家们与腾讯可持续社会价值副总裁、碳中和实验室负责人许浩进行了深入探讨，展望材料科学的未来趋势与挑战、剖析国际视野、跨学科合作与创新思维在材料科学中的实践与意义，并与刚刚涉足这一研究领域的青年学者，分享了探索心得和职业发展路径建议。
王钻开表示：“在当前的双碳时代背景下，进一步深入先进热功能材料的基础和应用探索，加速未来科技的产业化实施，将会成为推动新质产业颠覆性变革的基石。新基石科学论坛在展现先进热功能材料最新研究进展的同时，也促进了多领域、多维度的深度交流，并为青年科学家提供研究经验，为他们的未来研究发展提供建设性意见。”
据了解，2022年8月，腾讯发起成立“新基石科学基金会”，10年内出资100亿元人民币，独立运营。作为国内最大的公益性科学基金会之一，新基石科学基金会运营“科学探索奖”和“新基石研究员项目”等科研资助项目，支持杰出科学家潜心研究，探索社会资金长期稳定支持基础科研的创新模式。截至2023年底，共有313位优秀科学家获得资助。
“助力基础研究，是腾讯超越商业边界的一份长期承诺。”腾讯公司副总裁刘勇表示，“未来我们将坚持以科技向善为指引，不断加强对基础研究的支持，为推动北京率先建成世界主要科学中心和创新高地贡献力量。也期待科学家们能够硕果频出，为人类社会的可持续发展提供重要源动力。”（吕蒙）
来源： 光明网
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